Dodatkowy moduł Geotechnical Analysis pozwala na wykorzystanie właściwości z próbek gruntowych i specyficznych modeli materiałowych gruntów do odwzorowania interakcji między budynkiem a gruntem, a także wpływów elementów fundamentowych między sobą. Dodatkowo oferuje rozszerzalną bibliotekę właściwości gruntów, uwzględnienie kilku próbek gruntowych (sond) w różnych lokalizacjach, określenie osiadań i diagramów naprężeń, a także ich graficzne i tabelaryczne wyświetlenie.
Przykład praktyczny
Po aktywacji dodatku, można rozpocząć pracę od definiowania interesujących materiałów gruntowych w oknie dialogowym Materiały pokazanym na Image 02. W praktyce właściwości materiałowe gruntu muszą być definiowane ręcznie, ponieważ są specyficzne dla każdego projektu.
Jest to również możliwe w RFEM 6, gdzie można definiować właściwości różnych materiałów gruntowych. Oprócz podstawowych właściwości materiałowych (na przykład moduł sprężystości, moduł ścinania, współczynnik Poissona, specyficzny ciężar/gęstość masy, współczynnik rozszerzalności cieplnej), należy wybrać model materiałowy, który będzie użyty do realistycznego modelowania zachowania materiału gruntowego.
W bieżącej wersji RFEM 6 dostępne są model Mohr-Coulomb oraz nieliniowy model z sztywnością zależną od naprężeń i odkształceń.
W tym przykładzie wybrano zmodyfikowany Mohr-Coulomb do modelowania zachowania interesującego materiału gruntowego. W związku z tym, w powiązanym oknie dialogowym (Image 03) muszą zostać przypisane parametry takie jak wytrzymałość spójnościowa (c), kąt tarcia wewnętrznego (φ) i kąt dylatancji (ψ).
Dostępna jest także rozszerzalna baza danych, aby ułatwić wybór właściwości materiałów gruntowych. Aby to pokazać, pozostałe materiały gruntowe w tym przykładzie są definiowane poprzez Bibliotekę Materiałów, jak pokazano na Image 04.
Następnie należy zdefiniować próbki gruntowe, wprowadzając informacje uzyskane z badań terenowych (tj. charakterystyki profilu gruntowego w różnych pozycjach). Próbki gruntowe są dostępne jako specjalne obiekty w RFEM 6.
Jak pokazano na Image 05, można wprowadzać warstwy gruntowe dla poszczególnych próbek w przejrzystym oknie dialogowym lub poprzez wprowadzenie odpowiednich danych w tabelach. Ponieważ właściwości materiałów gruntowych zostały już zdefiniowane, można wybierać materiały bezpośrednio z menu rozwijanego i przypisywać związaną grubość. Istnieje jednak również możliwość definiowania nowych materiałów podczas definiowania warstw.
Jeśli podczas badań terenowych zostanie wykryta woda gruntowa, można przypisać poziom wody gruntowej w tym oknie dialogowym (Image 05). Ponadto można zdefiniować wiele warstw i próbek gruntowych, które będą używane do generowania gruntu. Odpowiednia reprezentacja graficzna wspiera definicję oddzielnych próbek i pomaga kontrolować wprowadzone dane.
Dla każdej indywidualnej próbki należy podać związane z nią współrzędne płaszczyzny roboczej RFEM, które odpowiadają rzeczywistej pozycji w terenie, dla której uzyskano profil gruntowy. Można to zrobić zarówno w oknie dialogowym Próbki gruntowe, jak i w tabelach. W tym drugim przypadku można skopiować wszystkie współrzędne z dokumentu (na przykład z pliku Excel) i po prostu wkleić je. Następnie profile gruntowe zostaną wyświetlone w oknie roboczym, jak na Image 06.
Dane w odniesieniu do próbek gruntowych mogą teraz zostać użyte do stworzenia masywu gruntowego dostępnego jako specjalny obiekt zarówno w Nawigatorze danych, jak i w tabelach. Bardziej precyzyjnie, masyw gruntowy można wygenerować z wcześniej zdefiniowanych próbek gruntowych, ale można go również wygenerować jako zestaw brył gruntowych (czyli poprzez ręczne zdefiniowanie brył gruntowych i przypisanie ich do masywu). W tym przykładzie zostanie użyta pierwsza opcja.
Okno dialogowe Masyw gruntowy jest pokazane na Image 07. Aby wygenerować masyw gruntowy z próbek gruntowych, najpierw należy wybrać interesujące próbki. Następnie trzeba zdefiniować geometrię masywu gruntowego poprzez przypisanie typu topologii, rozmiaru masywu, oraz współrzędnych jego środka. Głębokość jest przypisywana automatycznie, zgodnie z danymi próbek gruntowych.
Jeśli to konieczne, można obrócić masyw wokół osi Z. Można również uwzględnić potencjalną obecność wody gruntowej, generując powierzchnię poziomu wody gruntowej. Jeśli ta opcja jest wybrana w oknie dialogowym, woda gruntowa będzie pokazana w interaktywnej reprezentacji graficznej.
Gdy masyw gruntowy jest wygenerowany, jest wyświetlany graficznie w oknie roboczym RFEM. Jak pokazano na Image 08, masyw składa się z tylu brył gruntowych, ile wcześniej zdefiniowano warstw (w tym przykładzie 4).
Powierzchnie pomiędzy tymi bryłami są powierzchniami NURBS zdefiniowanymi funkcjami Spline i przybliżonymi przez pozycje warstw w próbkach gruntowych. Jeśli wybrano opcję uwzględnienia wody gruntowej, poziom wody gruntowej jest również dostępny w reprezentacji graficznej.
Wreszcie, podpory powierzchni granicznych zostały wygenerowane przez wpis Typy powierzchni Nawigatora danych. Na przykład, można zobaczyć, że podpory dla poziomych powierzchni granicznych na dole są stałe, podczas gdy dla otaczających powierzchni pionowych dozwolone jest ślizganie (Image 09).
Uwagi końcowe
Ponieważ realistyczne określenie warunków gruntowych ma znaczący wpływ na jakość analizy konstrukcji budynków, dodatkowy moduł Geotechnical Analysis jest oferowany w RFEM 6 do określenia ciała gruntowego do analizy. W tym celu można dostarczać dane uzyskane z badań terenowych, ponieważ dodatek pozwala na wykorzystanie właściwości próbek gruntowych do określenia interesujących masywów gruntowych.
Zatem należy przypisać właściwości materiałowe, wybrać odpowiedni model materiału gruntowego i zdefiniować profile gruntowe w programie. Dla każdej próbki gruntowej należy zdefiniować warstwy gruntowe pod względem materiałów i grubości, poziom wody gruntowej (jeśli dotyczy), oraz pozycję próbki w oknie roboczym RFEM (odpowiadającą rzeczywistej pozycji w terenie, dla której uzyskano profil gruntowy).
Grunt jest następnie generowany z wszystkich wprowadzonych próbek, używając brył 3D, i przypisywany do konstrukcji za pomocą współrzędnych.